【思考】训练比赛中的那些香风吹拂

写在前面

出汗是运动过程中重要的体温调节方式。运动引发的代谢活动增加，热量需通过汗液蒸发散热，以维持体温在安全范围内，避免高温引起的生理风险。汗液中电解质和代谢产物的排出，在维持水盐平衡与清除代谢废物中起着重要作用。出汗不仅是热平衡过程的一部分，也是一种适应性机制，对运动表现的优化有着直接影响。

因此，只要明确能汗液成分的生成机制，找到汗液与血液生化指标的联系，便可通过对汗液的分析去了解运动员在训练比赛中的能量代谢、运动强度等状况。故，汗液分析，具有取代血生化分析，成为更加便捷运动负荷监控方法的潜在意义。

四类物质

本文围绕电解质离子、乳酸、皮质醇和氨这4种常用生物标志物进行分析。

汗液的产生与汗腺密切相关。人体主要有两种类型的汗腺：小汗腺和大汗腺。小汗腺遍布全身，与运动中排汗关系密切，调节体温和排出水及电解质。大汗腺的汗液包括水分，铁、脂质、荧光物质、有色物质、有臭物质等。一般认为大汗腺分泌细胞的远端部分，亦经溶解后一起排出；小汗腺分泌是通过完整的细胞膜，其分泌细胞完整无损。

汗腺细胞从血液中吸收水分和电解质，产生与血浆相似但较为稀薄的初级汗液。随后，随着初级汗液通过汗腺导管向表皮表面运输，水分和电解质被重吸收，使汗液更加浓缩，电解质含量降低。最终，浓缩后的汗液通过汗腺口排出体外，调节体温。

细胞间质液是原发汗液的前体液，故，汗液是含有多种化学物质的水性混合物。其中的钠、钾、氯三大电解质离子（Na+、K+、Cl−）、乳酸、皮质醇、氨与监控运动训练的关系较为密切。

细胞间质液是原发汗液的前体液，故，汗液是含有多种化学物质的水性混合物。其中的钠、钾、氯三大电解质离子（Na+、K+、Cl−）、乳酸、皮质醇、氨与监控运动训练的关系较为密切。

1 监测汗液电解质

当运动员体内的电解质大量流失，处于不良的水合状态下，运动表现会显著下降。

随着运动强度的递增汗液电解质离子的浓度不断上升，且变化趋势与血乳酸变化趋势相似，这为无创无氧阈检测提供了新思路。例如，汗液Na+的流失与运动强度呈正相关关系。

利用可穿戴式体表微流控系统对汗液电解质进行监测，可以解决送检周期长、难以连续监测、依赖于实验室平台以及运动员抵触等难题。同时，便于为运动员优化实时能量补给方案。

2 监测汗液乳酸

乳酸作为运动中肌肉细胞代谢的副产物，与运动过程中的能量代谢反应息息相关。乳酸是人体能量代谢由低强度向高强度转换的测试指标，由其衍生出的阈值概念是运动生理学研究与应用的热点。

目前的主流结论是汗液乳酸与运动强度存在正相关关系，与血乳酸变化趋势一致，且汗液乳酸阈值与血乳酸阈值（LT）和通气阈（VT）表现出较高的相关性。

可穿戴汗液传感器有望成为血乳酸检测的有效替代方式。

3 监测汗液皮质醇

皮质醇作为应激激素，对大运动量训练中的能量代谢起着重要作用。皮质醇具有分解代谢效应，若训练后皮质醇浓度长时间无法恢复至正常水平，可能意味着存在过度训练风险。

监测皮质醇浓度有助于评估对训练负荷的反应。近年来，研究发现了汗液皮质醇浓度会随着运动强度的增加而增加，并且汗液皮质醇与血液皮质醇之间存在很强的相关性。可穿戴汗液传感器在皮质醇检测方面展现出良好前景。

4 监测汗液氨

在运动过程中，机体的氨代谢增强，骨骼肌的物质循环是氨的主要来源。血氨可以用作评定运动负荷的强度和量度、机能状态、疲劳程度及训练程度的有效指标。

然而，目前的研究对汗液中的氨与运动强度的关系，以及与血氨的相关性还未获得明确结论。

结论

随着气温上升，汗液作为运动中最容易获得的生物标志物，为运动监控和科学训练提供了无创、便捷的方式，但其在运动实践中的应用仍面临以下挑战：

首先，汗液中的溶质浓度不仅受其前体液（血液等细胞外液）溶质浓度的影响，还受分泌或重吸收机制、排汗率、汗腺代谢副产物、皮肤表皮污染和皮脂分泌等因素的影响，这会干扰监测的准确度，甚至无法正确反应运动过程中身体内部的生理反应。

比如，北京热与东京热已经让你在赶赴训练场的路上香汗淋漓，间歇跑又让你汗上加汗；那么，如何分辨运动前的汗成分与运动中的汗液成分呢？或者，低温冬训出汗极少，如何进行汗液分析？

其次，汗液中的氨等成分的生成机制，以及与血液中同样成分的关系还不明确，这多多少少制约了应用。

第三，汗液分析尚未建立操作与定量分析标准，且汗液传感器的某些功能还有待改进。比如，人体不同部位的汗液，分析数值可能有差别。

随着研究的深入与技术的进步，可穿戴汗液传感器与快速分析方法可为运动训练提供科技助力。例如，将汗液传感器与人工智能相结合，进一步研究汗液成分生成机制。

文/汪军 博士、北京体育大学运动人体科学学院教授，研究方向：运动训练生理学

图/网络